JPH06118378A - 投写用光源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 投写用光源装置における光の利用率を向上さ
せ、かつ被投写体（例えば液晶ライトバルブ）の照射面
上の光量分布のムラを減少させること。 【構成】 発光源１０からの光を反射鏡５０で反射し光
軸１３にほぼ平行な光５１、５１として液晶ライトバル
ブ２６に照射するものにおいて、反射鏡５０の開口端面
５２を発光源１０を通る光軸１３に垂直な面５４とほぼ
一致させ、反射鏡５０の開口端の外周側にリング状の補
助反射鏡（例えば球面鏡）５６を設ける。この補助反射
鏡５６の外周縁端面を反射鏡５０の開口端面５２とほぼ
同一面に形成し、かつ発光源１０から液晶ライトバルブ
２６側に出力して液晶ライトバルブ２６外に照射する光
を、反射鏡５０側に戻して反射させ、斜線部５３、５３
で示すように、液晶ライトバルブ２６の照射面の全面に
ほぼ一様に照射させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、発光源から出力した光
を反射鏡で反射して被投写体（例えば液晶ライトバル
ブ）に照射することによって、被投写体の映像をスクリ
ーンなどに投写する投写装置（例えば液晶プロジェク
タ）に用いられる光源装置の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の投写用光源装置は図２に
示すように構成されていた。すなわち、発光源（例えば
メタルハライドランプ）１０からの光を反射鏡１２で平
行光（投写光）１４にして出力する光源１６を形成して
いた。そして、この光源１６から出力した平行光１４
を、コ−ルドミラ−１８およびコ−ルドフィルタ２０を
介してダイクロイックミラ−２２、２４に導いてＲ、
Ｇ、Ｂの３原色光に分解し、ついで被投写体としての
Ｒ、Ｇ、Ｂ用の液晶ライトバルブ２６、２８、３０で光
強度を変調し、ダイクロイックミラ−３２、３４によっ
て色合成し、投写レンズ３６によってスクリ−ン上に投
写する。２５、２７、２９は集光レンズ、３８、４０は
光を所定方向に案内するミラ−である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図２に
示した従来の投写用光源装置では、発光源１０から出力
した光のうち、直接液晶ライトバルブ２６（２８、３０
も同様、以下省略）側に向かう光の大部分が液晶ライト
バルブ２６を照射せずに無駄となるので、光の利用率が
良くないという問題点があった。このような問題点を解
決するため、本出願人は図３に示すような投写用光源装
置を既に提案した。

【０００４】すなわち、反射鏡１２の開口端の外周側に
リング状の補助球面鏡４２を設け、この補助球面鏡４２
で直接液晶ライトバルブ２６側に向かう光を反射鏡１２
側に戻して液晶ライトバルブ２６に照射し、もって従来
液晶ライトバルブ２６を照射していなかった光の大部分
を液晶ライトバルブ２６に照射することによって、光の
利用率を向上させるようにした。１１は発光源１０の発
光中心、１３は光軸、１５、１５は発光源１０の電極を
表わす。

【０００５】なお、発光源１０の電極１５、１５によっ
て液晶ライトバルブ２６の照射面の中央部に影ができな
いようにするために、発光源１０の発光中心１１を反射
鏡１２の焦点位置より若干外側に配置して、反射鏡１２
からの反射光２１、２１を光軸１３と平行となるよりか
若干光軸１３側に集光させるようにしている。

【０００６】しかしながら、図３に示した提案例では、
反射鏡１２の開口端面４４が、発光源１０を通る光軸４
４に垂直な面４６と一致せず液晶ライトバルブ２６側に
ずれていたので、補助球面鏡４２から反射鏡１２に戻る
光が反射鏡１２の中央部分に集中し、その反射光が、斜
線部４８、４８で示したように、液晶ライトバルブ２６
の照射面の中央部近くに集中し、液晶ライトバルブ２６
の照射面上の光量分布にムラが生じるという若干の問題
点があった、

【０００７】本発明は上述の問題点に鑑みなされたもの
で、光の利用率を向上させることができ、しかも、被投
写体（例えば液晶ライトバルブ）の照射面上の光量分布
のムラを減少させることのできる投写用光源装置を提供
することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による投写用光源
装置は、光軸に沿って反射鏡、発光源および被投写体を
配置し、前記発光源から出力した光を前記反射鏡で反射
して前記被投写体に照射するようにした投写用光源装置
において、前記反射鏡は、その開口端面が前記発光源を
通る前記光軸にほぼ垂直な面と一致し、かつ前記発光源
から前記反射鏡側に出力した光を反射し前記光軸にほぼ
平行な光として前記被投写体に照射する形状に形成さ
れ、前記反射鏡の開口端の外周側にほぼリング状の補助
反射鏡を設け、この補助反射鏡は、その内周縁が前記反
射鏡から前記被投写体に照射する光を透過させる開口形
状に形成され、外周縁端面が前記反射鏡の開口端面とほ
ぼ同一平面上に形成され、かつ前記発光源から前記被投
写体側に出力して前記被投写体外を照射する光を、前記
反射鏡を介して前記被投写体に照射させる形状に形成さ
れてなることを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】発光源から反射鏡側に出力した光は、反射鏡で
反射し、光軸にほぼ平行な光となって被投写体に照射す
る。発光源から被投写体側に出力した光のうち直接被投
写体を照射しない光は、リング状の補助反射鏡で反射し
て一旦反射鏡側に戻り、ついで反射鏡によって被投写体
に照射する。このとき、補助反射鏡の内周縁が反射鏡か
ら被投写体に照射する光を透過させる開口形状に形成さ
れ、外周縁端面が発光源を通る光軸にほぼ垂直な面と一
致するように形成されているので、補助反射鏡で反射し
た光は反射鏡のほぼ全面に入射し、その反射光は被投写
体の照射面をほぼ一様に照射する。

【００１０】

【実施例】以下、本発明による投写用光源装置の一実施
例を図１を用いて説明する。図１において、図２、図３
と同一部分は同一符号とする。図１において、１０は発
光源（例えばメタルハライドランプ）、２６（２８、３
０も同様であり、以下省略する。）は被投写体の一例と
しての液晶ライトバルブである。前記発光源１０の一側
には、その発光中心１１を通る光軸１３に沿って放物面
鏡に形成された反射鏡５０が設けられている。前記発光
源１０の発光中心１１は前記反射鏡５０の焦点位置より
若干外側に配置されている。

【００１１】例えば、反射鏡５０の反射面中心から液晶
ライトバルブ２６までの距離が４００ｍｍ、反射鏡５０
の焦点距離が１３ｍｍのときは、発光源１０の発光中心
１１を焦点距離より０．４ｍｍ外側の反射面中心から１
３．４ｍｍの位置に配置する。前記反射鏡５０は、その
開口端面５２が前記発光源１０の発光中心１１を通る前
記光軸１３に垂直な面５４とほぼ一致するような形状に
形成されている。

【００１２】前記発光源１０の他側には、その発光中心
１１を通る光軸１３に沿って被投写体の一例としての液
晶ライトバルブ２６が設けられている。前記反射鏡５０
の開口端の外周側には、リング状の補助反射鏡５６が設
けられている。

【００１３】前記補助反射鏡５６は、前記発光源１０の
発光中心１１を球面中心とする半径ｒの球面鏡の一部を
リング状に切り取った形状に形成され、その内周縁が前
記反射鏡５０から前記液晶ライトバルブ２６に照射する
光を透過させる開口形状に形成され、その外周縁端面が
前記反射鏡５０の開口端面５２とほぼ同一平面上に位置
するように形成されている。前記半径ｒは、前記発光源
１０から前記液晶ライトバルブ２６側に出力する光のう
ちの、電極１５、１５で遮られない光の大部分を前記反
射鏡５０側に戻すことができる範囲で可能な限り小さく
形成することが望ましい。

【００１４】前記発光源１０と前記液晶ライトバルブ２
６の間には、図２に示した従来例と同様に、コ−ルドミ
ラ−１８、コ−ルドフィルタ２０、およびダイクロイッ
クミラ−２２、２４（図示省略）等が設けられ、液晶ラ
イトバルブ２６で変調された光が投写レンズ３６に至る
までの構成は図２に示した従来例の構成と同様なので説
明を省略する。

【００１５】つぎに、前記実施例の作用を説明する。発
光源１０から反射鏡５０側に出力した光は、反射鏡５０
のほぼ全面で反射し、補助反射鏡５６の内周側開口部を
透過した後、光軸１３にほぼ平行であるが若干光軸１３
側に集光した光５１、５１となって液晶ライトバルブ２
６に照射する。このとき、反射鏡５０で反射した光５１
は、図示を省略したコ−ルドミラ−１８およびコ−ルド
フィルタ２０を透過した後、図示を省略したダイクロイ
ックミラ−２２、２４によってＲ、Ｇ、Ｂに色分解し、
ついで図示を省略した集光レンズ２５、２７、２９を透
過した後、液晶ライトバルブ２６（２８、３０）に照射
するのは従来例と同様である。

【００１６】発光源１０から液晶ライトバルブ２６側に
出力した光のうち直接液晶ライトバルブ２６に照射しな
い光は、補助反射鏡５６で反射して一旦反射鏡５０側に
戻り、ついで反射鏡５０によって液晶ライトバルブ２６
に照射する。このとき、補助反射鏡５６で反射した光
は、発光源１０から直接反射鏡５０側に出力する光５
１、５１とほぼ同様に、反射鏡５０のほぼ全面に入射す
るので、その反射光は、斜線部５３、５３で示すよう
に、液晶ライトバルブ２６の照射面をほぼ一様に照射す
る。

【００１７】前記実施例では、反射鏡を放物面鏡で形成
し、その焦点位置の若干外側に発光源の発光中心を配置
して、発光源から直接反射鏡に入力した光と補助反射鏡
を介して反射鏡に入力した光とを、反射鏡で光軸に平行
よりか若干集光するように反射させて、発光源の電極が
被投写体の照射面に影とならないようにしたが、本発明
はこれに限るものでない。例えば、発光源の電極構造な
ど（例えば透明体）によっては、反射鏡を放物面鏡で形
成し、その焦点位置に発光源の発光中心を配置して、発
光源から直接反射鏡に入力した光と補助反射鏡を介して
反射鏡に入力した光とを、反射鏡で光軸に平行な光とな
るように反射させるようにしてもよい。

【００１８】前記実施例では、反射鏡を放物面鏡で形成
したが、本発明はこれに限るものでなく、その開口端面
が発光源を通る光軸に垂直な面とほぼ一致し、かつ発光
源から反射鏡側に出力した光を反射し光軸にほぼ平行な
光として被投写体に照射する形状に形成されたものであ
ればよい。例えば、楕円放物面鏡や離心率の大きな楕円
面鏡で形成するようにしてもよい。

【００１９】前記実施例では、反射鏡の開口端の外周側
に設けられたリング状の補助反射鏡は、リング状の球面
鏡で形成したが、本発明はこれに限るものでなく、その
内周縁が反射鏡から被投写体に照射する光を透過させる
開口形状に形成され、外周縁端面が反射鏡の開口端面と
ほぼ同一平面上に形成され、かつ発光源から被投写体側
に出力して被投写体外を照射する光を、反射鏡を介して
被投写体に照射する形状に形成されたものであればよ
い。例えば、楕円面鏡の一部をリング状に切り取った形
状のリング状の楕円面鏡によって、リング状の補助反射
鏡を形成するようにしてもよい。

【００２０】

【発明の効果】本発明による投写用光源装置は、上記の
ように、発光源から被投写体側に出力した光のうち直接
被投写体に照射しない光を、リング状の補助反射鏡によ
り反射鏡を介して被投写体に照射するようにしたので、
光の利用率（すなわち被投写体に照射した光量の発光源
から出力した光量に対する割合）を向上させることがで
きる。したがって、発光源の明るさが同一の従来例と比
較したときは、表示を明るくすることができ、表示の明
るさを同一とした従来例と比較したときは、発光源の明
るさを小さくすることができ、消費電力の減少および発
熱量の減少を図ることができる。

【００２１】しかも、補助反射鏡の内周縁が反射鏡から
被投写体に照射する光を透過させる開口形状に形成さ
れ、外周縁端面が発光源を通る光軸にほぼ垂直な面と一
致するように形成されているので、補助反射鏡で反射し
た光は反射鏡のほぼ全面に入射し、その反射光は被投写
体の照射面をほぼ一様に照射する。このため、被投写体
の照射面の光量分布のムラを少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による投写用光源装置の一実施例を示す
概略構成図である。

【図２】従来例の投写用光源装置を用いた投写装置の概
略構成図である。

【図３】本出願人が既に提案した投写用光源装置の概略
構成図である。

【符号の説明】

１０…発光源、 １１…発光源１０の発光中心、１３…
光軸、 １５…発光源１０の電極、２６、２８、３０…
液晶ライトバルブ（被投写体の一例）、５０…反射鏡
（例えば放物面鏡）、 ５２…反射鏡５０の開口端面、
５３…発光源１０から出力した光が補助反射鏡５６およ
び反射鏡５０を介して液晶ライトバルブ２６に照射する
光路、５４…発光源１０の発光中心１１を通る光軸１３
に垂直な面、５６…補助反射鏡（例えばリング状の球面
鏡）。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光軸に沿って反射鏡、発光源および被投写
   体を配置し、前記発光源から出力した光を前記反射鏡で
   反射して前記被投写体に照射するようにした投写用光源
   装置において、前記反射鏡は、その開口端面が前記発光
   源を通る前記光軸に垂直な面とほぼ一致し、かつ前記発
   光源から前記反射鏡側に出力した光を反射し前記光軸に
   ほぼ平行な光として前記被投写体に照射する形状に形成
   され、前記反射鏡の開口端の外周側にほぼリング状の補
   助反射鏡を設け、この補助反射鏡は、その内周縁が前記
   反射鏡から前記被投写体に照射する光を透過させる開口
   形状に形成され、外周縁端面が前記反射鏡の開口端面と
   ほぼ同一平面上に形成され、かつ前記発光源から前記被
   投写体側に出力して前記被投写体外を照射する光を、前
   記反射鏡を介して前記被投写体に照射する形状に形成さ
   れてなることを特徴とする投写用光源装置。
2. 【請求項２】反射鏡は、発光源がほぼ焦点位置となるよ
   うに配置された放物面鏡としてなり、補助反射鏡は、前
   記発光源がほぼ球面中心位置となるように配置されたリ
   ング状の球面鏡としてなる請求項１記載の投写用光源装
   置。